硅擴頻振蕩器在汽車電子產品中的應用(下)
上述方程表明:在允許的抖動時鐘帶寬(a*F0 )內產生的頻譜諧波分量越多,頻譜的能量就越低。作為一個例子,我們可以考察一下DS1086 可編程時鐘發生器的抖動結構,DS1086 電路中,a = 0.04,F0 = 100MHz, Fd = F0/2048,因此,DS1086 的頻譜衰減為19.1dB。
注意,增大抖動系數(a)可以達到與降低“加抖”速率相同的目的。另外,該等式既適用于三角波加抖,也適用于偽隨機加抖,因為它們具有相同的分布。
抖動限制
實際應用中的一些因素會限制頻譜能量的衰減量,首先,由于抖動改變了系統定時,存在頻率不穩定性,據此,系統定義了對參數“a”的限制。
產生抖動時鐘的電路也會限制“加抖”的速率,帶有鎖相環或其它控制環路(如DS1086)的系統,“加抖”控制電壓受控制環路帶寬的限制。否則,抖動控制的分布函數將轉變成高斯函數,所得到的頻譜能量將主要集中在非抖動時鐘頻率附近。
三角波抖動時鐘結構的主頻在其抖動速率處,而偽隨機抖動時鐘結構要求頻帶高于抖動模板的速率,頻率可以從最小值跳到最大值,而三角波模板中頻率是連續遞增的。環路帶寬與抖動速率之間存在以下近似的關系:
環路帶寬 > 3 (三角形模板速率)
環路帶寬 > 3 (偽隨機模板速率)
環路帶寬固定時,三角波模板能夠支持較高的抖動頻率。因為抖動速率必須比干擾(以頻率抖動形式出現)的窄帶檢測快,對于相同的檢測時間,三角波模板的抖動速率要比偽隨機模板更高一些。
抖動檢測時間直接影響了最低抖動速率,干擾信號的頻帶取決于具體應用,抖動頻率沒有一個確定的下限限制。對于抖動頻率下限的另一考慮是抖動速率本身產生的帶外噪聲。對于線性系統,三角波抖動器不會在抖動速率處產生諧波。但是,如果非線性電路拾取了時鐘信號,將會產生一些所不希望的頻譜成分,低抖動頻率被混頻后產生位于有效工作頻段的干擾信號。
擴頻技術并不用于取代傳統的EMI 抑制技術,如:濾波、屏蔽和良好的線路板布局。該技術能夠從根本上改善系統的性能,特別是對于子系統或外設易受峰值能量干擾的設備。在汽車產品或家庭娛樂設備中能夠大大降低射頻/TV 干擾。良好的PCB 布局是系統正常運行的基本保障,擴頻時鐘則有助于系統通過EMI 認證,而且可以減少系統對濾波、屏蔽的需求,降低系統成本。
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